Pourquoi le cerveau des humains modernes a-t-il cessé de grossir ?

Dans l’imaginaire collectif, comme dans la science-fiction, un crâne et un cerveau démesuré est un gage de capacités cognitives hors-norme. C’est ce qui s’est passé dans l’histoire humaine : chez les hominines, nos ancêtres, il y a eu au cours des temps une augmentation de la taille du cerveau. C’est le cas pour nous, les Sapiens, mais aussi pour les Néandertaliens, dont le cerveau est parfois plus gros que celui des Hommes actuels. Et surtout, notre cerveau n’a pas augmenté de taille au cours des derniers 300.000 ans. Comment s’est-il développé et amélioré sans augmenter de volume ?

Pour répondre à cette question, les chercheurs ont étudié des variants de gènes, des versions de gène impliqués dans le développement cérébral et qui sont différents chez Néandertal et l’humain moderne, notamment celui du gène TK-TL1. Les scientifiques ont utilisé des organoïdes, de minuscules cerveau de laboratoire dans lesquels différentes versions d’un gène ont pu être implantées. Il s’avère que la version Sapiens produit plus de neurones et plus de connectivité entre neurones… dans le néocortex du lobe frontal que la version Néandertal ! Et on sait que ce lobe frontal est déterminant pour certaines capacités cognitives comme le langage, la prise de décision ou encore la créativité. L’humain moderne, Sapiens, aurait donc suivi une autre voie de perfectionnement que l’augmentation sans fin de la taille du cerveau.

Alexandra Delbot s'entretient avec Jean-Jacques Hublin, paléoanthropologue, titulaire de la chaire Paléoanthropologie au Collège de France, professeur émérite à l’Institut Max Planck d’Anthropologie évolutionniste de Leipzig.

Les pères perdent de la matière grise pour s’adapter à la venue de leurs enfants

Des études chez les femmes enceintes avaient déjà montré que leur cerveau subissait de grandes modifications après l’accouchement, comme une perte de volume ou de matière grise… Attention, rien à voir avec le syndrome du neurone unique, le fait que les femmes enceintes et les jeunes mamans aient des troubles de la concentration ou de la mémoire, c’est un mythe. Les auteurs imaginaient plutôt que la perte d’un certain volume de matière grise peut aussi représenter un processus bénéfique de maturation ou de spécialisation dans le cerveau. Mais c’est la première fois qu’une étude semblable est réalisée chez le parent qui n’accouche pas, et donc qui n’est pas soumis aux fortes poussées hormonales.

Les chercheurs ont étudié le volume du cerveau et l'épaisseur corticale (la couche extérieure autour du cerveau) de 20 hommes avant et après la naissance, et de 17 hommes sans enfant. Tout cela par imagerie. Les résultats ont montré que chez les jeunes parents, les volumes cortical et sous-cortical diminuent de façon significative. Impossible de dire pour l’heure la raison de ces changements. En tous les cas, le fait de devenir parent, sans porter l’enfant, induit d’importantes modifications physiologiques et démontre une grande plasticité neuronale chez l’adulte.

L'extinction de masse au Permien aurait été plus longue que prévue

Il s’agit de la plus grande extinction que notre planète ait pour l’instant connue, bien plus importante que la crise crétacé-paléogène, qui a vu disparaître les dinosaures. Il y a 252 millions d’années, 80% des espèces marines et 75% des espèces terrestres ont disparu. Cette crise est due aux rejets de gaz à effet de serre des nombreuses éruptions volcaniques.

Pour étudier la durée de cette crise, les paléontologues se sont penchés sur certains crustacés fossiles pour évaluer la température des océans, 163 ostracodes. L’objectif est de suivre dans les temps passés, la concentration d’atomes d’oxygène qui nous renseignent sur la température des eaux. Des études antérieures avaient déjà montré une hausse de 7 à 12°C sur 40.000 ans. Cette étude-ci confirme ces résultats mais pointe que le réchauffement aurait été bien plus progressif, en commençant 300.000 ans avant le début de l’extinction. Ensuite, serait advenue une forte augmentation de température, 25.000 ans avant la crise. Finalement 12°C sur 300.000 ans. Cette augmentation conduit à une diminution de la dissolution de l’oxygène, très dommageable pour la biodiversité. La faune a donc été impactée bien avant la principale phase d’extinction, même avec une augmentation de température très graduelle.

James Webb : de nouvelles images de la nébuleuse d’Orion

Il s’agit de la pouponnière d’étoiles la plus riche et la plus proche du Système solaire, à 1.350 années-lumière de la Terre. Un environnement similaire à celui où est né notre système il y a plus de 4,5 milliards d'années, intéressant donc pour comprendre les conditions qui régnait à cette époque. Le télescope Hubble n’était pas en mesure de l’analyser distinctement à cause d’importantes quantités de poussière, parce qu’il la regardait dans la lumière visible. Mais la vision infrarouge du James Webb permet de voir au travers. Ces premières images montrent plusieurs choses : d’abord des filaments de matière, sur lesquelles pourraient naître les étoiles, et ensuite, un amas de jeunes étoiles massives, appelé amas du Trapèze, qui émettent un rayonnement ultraviolet intense, qui au contraire empêche la formation d’étoiles. Il faut maintenant étudier ces données en profondeur pour que cette image nous livre tous ses secrets.

Merci à Jean-Jacques Hublin et à Olivier Berné pour leurs précieuses explications

Plus aller plus loin

Télescope James Webb : premières images de la nébuleuse d’Orion (Journal du CNRS)

En devenant parent, les hommes perdent de la matière grise pour s’adapter à la venue de leurs enfants (Trust My Science)

L'extinction de masse au Permien aurait été plus longue que prévue (Sciences et Avenir)